7.3防水煤柱留设
防隔水煤(岩)柱的尺寸要求
煤矿防隔水煤（岩）柱的尺寸要求
一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设
煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，按下列公式计算：
1.煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时：
H f=H k+H b
(3-1)
2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时（图3-1）：
H f=H L+H b
(3-2)
式中H f--防隔水煤（岩）柱高度，m；
H k--采后垮落带高度，m；
H L--导水裂缝带最大高度，m；
H b--保护层厚度，m；
α--煤层倾角，（°）。
根据式(3-1)、式(3-2)计算的值，不得小于20 m。式中H k、H L的计算，参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定。
图3-1 煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时防隔水煤（岩）柱留
设图
二、含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设
含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设（图3-2）可参照下列经验公式计算：
P 35.0K p
KM L ≥20 m
式中 L --煤柱留设的宽度，m ；
K --安全系数，一般取2-5；
M --煤层厚度或采高，m ；
p --水头压力，MPa ；
K p --煤的抗拉强度，MPa 。
图3-2 含水或导水断层防隔水煤（岩）柱留设图
三、煤层与强含水层或导水断层接触防隔水煤（岩）柱的留设
煤层与强含水层或导水断层接触，并局部被覆盖时（图3-3），防隔水煤（岩）柱的留设要求如下：
图3-3煤层与富水性强的含水层或导水断层接触时防隔水煤（岩）柱
留设图
1.当含水层顶面高于最高导水裂缝带上限时，防隔水煤（岩）柱可按图3-3a 、图3-3b 留设。其计算公式为：
矿井防水煤(岩)柱的留设原则
矿井防水煤（岩）柱的留设原则
1、在有突水威胁的地区采掘时，必须留设防水煤（岩）柱。
2、防水煤柱一般不能再利用，故要在安全可靠的基础上把煤柱的宽度或高度降低到最低限度，以提高资源回收率。
3、留设防水煤（岩）柱应与矿井地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩的物理力学性质、煤层的组合结构方式等自然因素密切结合，与采煤方法、开采强度、支护形式等人为因素互相适应。
4、各煤层的防水煤（岩）柱必须统一考虑确定，以免某一煤层的开采破坏另一煤层的煤（岩）柱，致使整个防水煤柱失效。
5、在同一地点有两种或两种以上留设煤（岩）柱的条件时，留设的煤（岩）柱必须满足各个留设煤（岩）柱的条件。
6、对防水留设煤（岩）柱的维护要特别严格，因为煤（岩）柱的任何一处被破坏，必将造成整个煤（岩）柱无效。防水煤（岩）柱一经留设便不得破坏，巷道穿过煤柱时，必须采取加固巷道、修建防水闸门和其它防水设施，保护煤（岩）柱的完整性。
7、防水煤（岩）柱中必须有一定厚度的粘土质隔水岩层或裂隙不发育、含水性极弱的岩层，否则防水岩柱将无隔水作用。
8、严禁在各种防水煤柱中进行采掘作业。
防水煤柱留设设计
贵州赤天化能源有限责任公司桐梓县花秋镇花秋二矿
防隔水煤（岩）柱留设设计
编制单位：地测部
编制日期：2018年11月8日
会审表
桐梓县花秋二矿
防隔水煤（岩）柱留设设计
为进一步加强矿井防隔水煤（岩）柱的管理，夯实矿井安全生产，使各项规程、安全防隔水煤（岩）柱的措施既有现场施工、作业针对性，又具有科学实用、可操作及规范延续性，使其更好地指导作业现场，更好地服务于矿井安全生产，特制定防隔水煤（岩）柱设计，望各相关单位严格遵照执行：
一、防隔水煤（岩）柱的确定
在受水害威胁的地方，预留一定宽度和高度的煤层不采，使工作面和水体保持一定的距离，以防止地下水或其它水源溃入工作面，所留的煤（岩）柱就叫防水煤（岩）柱。
㈠防水煤（岩）柱的种类
根据防水煤（岩）柱所处的位置，可以分成不同的种类。根据该矿井的实际情况，需留设以下防水煤（岩）柱：
1、断层防水煤（岩）柱
在导水或含水断层两侧，为防止断层水溃入井下而留设的煤柱；当断层使煤层与强含水层接触或接近时，为防止含水层溃入井下而留设的煤柱。
2、导水钻孔防水煤柱
勘探阶段施工的钻孔，往往能贯穿若干含水层，若封孔质量不好，则人为地沟通了本来没有水力联系的含水层，使煤层开采的充水条件复杂化，为防止上覆含水层中的水溃入井下而留设的煤柱称为钻孔防水煤柱。
3、相邻水平或采区边界防水煤（岩）柱。
相邻水平或采区边界防水煤(岩)柱主要是防止相邻水平、采区的积水进入本区而留设的保护煤柱。
4、矿井边界煤（岩）柱。
矿井边界防水煤(岩)柱主要是防止相邻矿井的积水进入本矿井而留设的保护煤柱。
5、老窑积水区防水煤（岩）柱。
煤柱留设规定MicrosoftWord文档
煤柱留设规定M i c r o s o f t W o r d
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渑池县昌平煤业有限公司
矿井煤柱留设情况说明
昌平煤业生产技术部
渑池县昌平煤业有限公司
矿井煤柱留设情况说明
煤矿开采中，确定合理的煤柱尺寸，其影响因素是煤层所受压力以及煤体强度。通常，煤层埋藏深度和厚度较大、围岩较软时，煤柱承受的压力就较大。煤柱强度主要取决于煤层的物理力学性质，并与煤柱的形状尺寸、巷道的服务年限及巷道支护情况有关。
根据有关规定，及昌平煤业现场实际情况留设：
井田边界煤柱：30m；
阶段煤柱：斜长为60m，若在两阶段留设，则上下阶段各留30m；井田浅部防水煤柱：斜长为50m；
断层煤柱：断层煤柱的尺寸取决于断层的断距、性质、含水情况，落差很大的断层，断层一侧的煤柱宽度不小于30m；落差较大的断层，断层一的煤柱宽度一般为10~15m；落差较小的断层通常可以不留设断层煤柱。
工业广场煤柱：根据工业广场占地面积，按几何作图法确定；斜井井筒保护煤柱：两井中间为30m，两侧各为30m；
煤层大巷护巷煤柱：对近水平煤层，运输大巷与回风大巷布置在开采水平时，两巷水平间距为20m，垂距为10m，回风大巷上方留斜长为20m的煤柱
采区边界煤柱：采区边界煤柱的作用是：将两个相邻采区隔开，防止万一发生火灾、水害和瓦斯涌出时相互蔓延；避免从采空区大量漏风，影响正在生产的采区风量。一般取10m；
采区煤层上山：两巷中间为20m，两侧各为20m;
防隔水煤柱留设规定
防隔水煤柱留设规定
隔水煤柱是煤矿安全生产中的紧要设施，用于减小采空区域的
面积，支撑地层，稳定采空区域，并防止地面塌陷。隔水煤柱的留
设规定是指在隔水煤柱的设计、选择、布设、稳定、监测等方面的
一系列规定和引导。本文将防隔水煤柱留设规定划分为设计规定、
工程实施规定、监测规定、维护保养规定四个方面进行详述。
一、设计规定
1.煤柱尺寸的设计。煤柱所需的规模和尺寸应当认真计算和掌控，应依据煤柱所处地层的性质、煤层赋存规律，还应依据煤柱所
处地质地貌、开采方式等因素定量确定其大小。同时应当依据不同
地质条件、地质地貌、开采方式，进行煤柱的强度设计和稳定评估。
2.煤柱材料的选择。煤柱材料的选择应依据地质条件、地质地貌、开采方式、煤层类型等多种因素合理选择。应当选择凭借良好
机械性能的天然岩石，由于它具有良好的刚性和完美的稳定性。选
用材料应具有良好的耐水性和耐腐蚀性，能够在地下水和酸性环境
中长期稳定，避开败坏。
3.煤柱留设密度与间距的掌控。煤柱应依据煤层稳定性和煤柱
的载荷特性，尽可能实现最大限度的留设密度，缩短煤柱间距，防
止采空区域开裂、变形，从而使煤柱稳定。但是，当煤矿埋深较大
或其特定地质条件不同时，煤柱的留设密度需相应减小，以确保煤
矿的稳定性。
二、工程实施规定
1.煤柱安装的工艺。安装煤柱应尽可能削减对地下扰动和对原
生地层的破坏，在遵守安全规定和环保要求的情况下，应运用多种
安装工艺，如吊装、支架、顶板修筑等。在安装煤柱的工艺过程中，应注意防止煤柱的损坏和质量问题。
2.施工现场应急预案。在煤柱的施工过程中，可能会显现多种
防隔水煤(岩)柱的尺寸要求
防隔水煤（岩）柱的尺寸要求
一、煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设
煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，按下列公式计算：
1.煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时：
H f＝ H k＋H b（3-1）
2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时（图3-1）：
H f＝H L＋H b （3-2）
式中H f--防隔水煤（岩）柱高度，m；
H k--采后垮落带高度，m；
H L--导水裂缝带最大高度，m；
H b--保护层厚度，m；
α--煤层倾角，（°）。
根据式（3-1）、式（3-2）计算的值，不得小于20 m。式中H k、H L的计算，参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定。
图3-1 煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时防隔水煤（岩）柱留设图（略）
二、含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设
含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设（图3-2）可参照下列经验公式计算：
/---
/ 3P
L＝0.5KM √------ ≥20 m
Kp
式中 L--煤柱留设的宽度，m；
K--安全系数，一般取2-5；
M--煤层厚度或采高，m；
p--水头压力，MPa；
Kp--煤的抗拉强度，MPa。
1
各类防隔水煤(岩)柱的留设
各类防隔水煤（岩）柱的留设
一、煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，按以下公式计算： 1、煤层露头无覆盖或被粘土类微透水松散层覆盖时： Ｈ防=Ｈ冒+Ｈ保
2、煤层露头被松散富含水层覆盖时（见附图7-1）： Ｈ防=Ｈ裂+Ｈ保
根据上两式计算的值，不得小于20m 。式中冒高（H 冒）、裂高（H 裂）的计算参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定。 式中：H 防-----防隔水煤（岩）柱高度（m ）； H 冒-----采后冒落带高度（m ）；
H 裂-----垂直煤层的导水裂隙带最大高度（m ）； H 保-----保护层厚度（m ）； α------煤层倾角（°）。
附图 6-1
附图7-1
二、含水或导水断层防隔水煤柱的留设（附图7-2）可参照以下经验公式计算：
0.5L 20m 式中：L----煤柱留设的宽度（m ） K----安全系数（一般取2-5）； M-----煤层厚度或采高（m ）； P-----水头压力（kgf/cm 2）； K P ----煤的抗张强度（kgf/cm 2）。
附图 8-2
附图7-2
三、煤层与强含水层或导水断层接触，并局部被覆盖时（附图7-3），防水煤柱的留设：
（b）
附图8-3
（c）
（a）
附图7-3
1.当含水层顶面高于最高导水裂隙带上限时，防水煤柱可按附图7-3a、b留设。计算公式为：
123
cos
L L L L H H ctg H ctg
θθα
=++=++
安裂裂
2.最高裂隙带上限高于断层上盘含水层时，防水煤柱按附图7-3c留设。计算公式为：
()()() 123
防隔水煤岩柱的尺寸要求-最新《煤矿防治水规定》煤矿防治水工作条例试行
附录三防隔水煤（岩）柱的尺寸要求（摘自《煤矿防治水规定点此查看全文》）
一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设
煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，按下列公式计算：
1.煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时：
Hf= Hk+Hb (3-1)
2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时（图3-1）：
Hf=HL+Hb (3-2)
式中 Hf--防隔水煤（岩）柱高度，m；
Hk--采后垮落带高度，m；
HL--导水裂缝带最大高度，m；
Hb--保护层厚度，m；
α--煤层倾角，（°）。
根据式(3-1)、式(3-2)计算的值，不得小于20 m。式中Hk、HL的计算，参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定。
图3-1 煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时防隔水煤（岩）柱留设图
二、含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设
含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设（图3-2）可参照下列经验公式计算：
≥20 m
式中 L--煤柱留设的宽度，m；
K--安全系数，一般取2-5；
M--煤层厚度或采高，m；
p--水头压力，MPa；
Kp--煤的抗拉强度，MPa。
图3-2 含水或导水断层防隔水煤（岩）柱留设图
三、煤层与强含水层或导水断层接触防隔水煤（岩）柱的留设
煤层与强含水层或导水断层接触，并局部被覆盖时（图3-3），防隔水煤（岩）柱的留设要求如下：
图3-3煤层与富水性强的含水层或导水断层接触时防隔水煤（岩）柱留设图
1.当含水层顶面高于最高导水裂缝带上限时，防隔水煤（岩）柱可按图3-3a、图3-3b留设。其计算公式为：
防隔水煤柱留设规定
防隔水煤柱留设规定
隔水煤柱是指在煤矿采掘中，为了提高煤矿的采煤率而设立的
一种保障设施。随着煤矿的深入开采，隔水煤柱的作用越来越重要。因此，建立一套完整的隔水煤柱留设规定是十分必要的。
一、隔水煤柱选取原则
1. 选取合适的煤柱：隔水煤柱的选取应根据采矿区域的地质条件、工程条件、煤层性质和采煤技术特点，选择经济合理、稳定可靠、易于管理的煤柱。
2. 合理安排煤柱留设：隔水煤柱留设应该合理分配，尽可能减
小采矿后的偏移变形。
3. 隔水煤柱尺寸：隔水煤柱的尺寸应按照《煤矿安全规程》（GB25965-2010）中规定的各项要求来选取，不能出现质量问题。
4. 临近区煤柱留设合理性：隔水煤柱的设置应根据矿压分析、
灾害预测等科技手段，确定临近区域的隔水煤柱留设合理性。
二、隔水煤柱留设规定
1. 煤柱留设原则
（1）安全第一，无论什么情况都不能牺牲隔水煤柱的安全。
（2）合理使用隔水煤柱，避免浪费。
（3）煤柱留设必须符合相关的规范，不能超出规范范围。
2. 煤柱留设区域管理
（1）在隔水煤柱留设区域，应该制定相应的管理规定，并加强
监管。
（2）应该留设相应的警示牌，划定警戒线，禁止非采煤人员进入。
3. 煤柱留设标准
（1）煤柱留设必须符合煤矿安全规程所提出的各项标准要求，以保障采掘过程的安全。
（2）隔水煤柱应尽可能选择无石、无裂、密度高、强度大、易处理的煤柱。
（3）煤柱留设必须密实，不得留有空洞或裂缝。
4. 煤柱留设技术
（1）煤柱留设技术应有严格的监督和管理，确保煤柱的质量。
（2）留设过程中必须设立监测点，实时监测隔水煤柱的变化情况，及时预警。
防隔水煤(岩)柱留设
水城县XXXX煤矿
防隔水煤（岩）柱留设二0一二年一月五日
根据《老地沟煤矿安全专篇》防治水方面要求中的以下规定：
一、矿井开拓、开采所采取的安全保证措施：
一）开拓井、巷位置及层位的确定
1、由于井口及工业场地位于矿界西南矿井边界附近的地势较为平缓的坡地上，新建开拓系统。
2、根据贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局文件(黔安监管办字【2007】345号“关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见”，老地沟煤矿在该文件划定的煤与瓦斯突出区域内。
该矿准采标高范围内共有7层可采煤层，煤层编号从上往下依次为M15、M18、M20、M23、M25、 M30、M40，均没有作煤与瓦斯突出危险性鉴定，根据《矿井瓦斯涌出量预测方法（AQ1018－2006）》标准，采用分源预测法对矿井瓦斯涌出量进行预测，煤层瓦斯压力依次为 4.27MPa、3.4MPa、3.45MPa、3.46MPa、3.04MPa、2.55MPa、2.1MPa，煤层瓦斯含量依次为15.2m³/t、13.7m ³/t、14.2m³/t、12.8m³/t、13m³/t、12.1m³/t、11.1m³/t，煤层瓦斯压力均大于0.74 MPa，煤层瓦斯含量均大于8.0m³/t，煤层瓦斯压力和含量均处于煤与瓦斯突出临界值以上，本次设计按突出煤层进行设计和管理，因此，矿井主要开拓巷道不能布置在煤层中，只能布置在煤层顶板或煤层底板中，根据矿井实际情况，主、副斜井和回风斜井布置在M23煤层底板岩石中。
二）采掘工程所采取的防治水措施
保护煤柱留设标准
xx边界煤柱：30m；
阶段煤柱：
斜长为60m，若在两阶段留设，则上下阶段各留
30m；
xx浅部防水煤柱：
斜长为50m；断层煤柱：
每侧各为20m；
工业广场煤柱：
根据工业广场占地面积，按几何作图法确定；斜井井筒保护煤柱：
两井中间为30m，两侧各为30m；煤层大巷护巷煤柱：
对近水平煤层，运输大巷与回风大巷xx
置在开采水平时，两巷水平间距为20m，垂距为10m，回风大巷上方留斜长为20m的煤柱
采区边界煤柱：20m；
采区煤层xx：
两巷中间为20m，两侧各为20m;区段煤柱：
斜长10m；矿井煤柱留设
煤矿开采中，确定合理的煤柱尺寸，其影响因素是煤层所受压力以及煤体强度。
通常，煤层埋藏深度和厚度较大、围岩较软时，煤柱承受的压力就较大。煤柱强度主要取决于煤层的物理力学性质，并与煤柱的形状尺寸、巷道的服务年限及巷道支护情况有关。
目前，尚无计算煤柱尺寸的可靠方法，主要依靠现场实际经验确定。
xx边界煤柱：30m；
阶段煤柱：
斜长为60m，若在两阶段留设，则上下阶段各留30m；井田浅部防水煤柱：
斜长为50m；
断层煤柱：
断层煤柱的尺寸取决于断层的断距、性质、含水情况，落差很大的断层，断层一侧的煤柱宽度不小于30m；落差较大的断层，断层一的煤柱宽度一般为10~15m；落差较小的断层通常可以不留设断层煤柱。
工业广场煤柱：
根据工业广场占地面积，按几何作图法确定；斜井井筒保护煤柱：
两井中间为30m，两侧各为30m；
煤层大巷护巷煤柱：
对近水平煤层，运输大巷与回风大巷布置在开采水平时，两巷水平间距为20m，垂距为10m，回风大巷上方留斜长为20m的煤柱采区边界煤柱：
防隔水煤岩柱的尺寸要求
附录三防隔水煤（岩）柱的尺寸要求（摘自《煤矿防治水规定点此查看全文》）
一、煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，按
下列公式计算：1. 煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时：Hf= Hk+Hb （3-1） 2. 煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时（图3-1）：Hf=HL+Hb （3-2）式中Hf-- 防隔水煤（岩）柱高度，m；
Hk-- 采后垮落带高度，m；HL-- 导水裂缝带最大高度，m；Hb-- 保护层厚度，m；a ―煤层倾角，（°）。
根据式（3-1）、式（3-2）计算的值，不得小于20 m。式中Hk、HL的计算，参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定
图3-1煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时防隔水煤（岩）柱留设图
二、含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设
含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设（图3-2 ）可参照下列经验公式计算：
L= 0.5XM 聲U P
> 20 m
式中L--煤柱留设的宽度，m
K--安全系数，一般取2-5 ;
M--煤层厚度或采高，m
p--水头压力，MPa
Kp--煤的抗拉强度，MPa
lb)
图3-2含水或导水断层防隔水煤（岩）柱留设图
三、煤层与强含水层或导水断层接触防隔水煤（岩）柱的留设
煤层与强含水层或导水断层接触，并局部被覆盖时（图3-3），防隔水煤（岩）柱的留设要求如下：
图3-3煤层与富水性强的含水层或导水断层接触时防隔水煤（岩）柱留设图
1. 当含水层顶面高于最高导水裂缝带上限时，防隔水煤（岩）柱可按图3-
煤矿防治水规定及煤柱留设方法
煤矿防治水规定
第一章总则
第一条为加强煤矿的防治水工作，防止和减少水害事故，保障煤矿职工生命安全，根据《安全生产法》、《矿山安全法》、《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》等法律、行政法规，制定本规定。
第二条煤矿企业（矿井）、有关单位的防治水工作，适用本规定。
现行煤矿安全规程、规范、标准等有关防治水的内容与本规定不一致的，依照本规定执行。
第三条防治水工作应当坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则，采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。
第四条煤矿企业、矿井的主要负责人（含法定代表人、实际控制人，下同）是本单位防治水工作的第一责任人，总工程师（技术负责人，下同）具体负责防治水的技术管理工作。
第五条煤矿企业、矿井应当按照本单位的水害情况，配备满足工作需要的防治水专业技术人员，配齐专用探放水设备，建立专门的探放水作业队伍。
水文地质条件复杂、极复杂的煤矿企业、矿井，除符合本条第一款规定外，还应当设立专门的防治水机构。
第六条煤矿企业、矿井应当建立健全水害防治岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度和水害隐患排查治理制度。
第七条煤矿企业、矿井应当编制本单位的防治水中长期规划和年度计划，并组织实施。
第八条煤矿企业、矿井的井田范围内及周边区域水文地质条件不清楚的，应当采取有效措施，查明水害情况。在水害情况查明前，严禁进行采掘活动。
发现矿井有透水征兆时，应当立即停止受水害威胁区域内的采掘作业，撤出作业人员到安全地点，采取有效安全措施，分析查找透水原因。
第九条煤矿企业、矿井应当对职工进行防治水知识的教育和培训，保证职工具备必要的防治水知识，提高防治水工作的技能和抵御水灾的能力。
防隔水煤(岩)柱的尺寸要求-最新《煤矿防治水规定》煤矿防治水工作条例(试行)_矿井水文地质规程(正式)
附录三 防隔水煤（岩）柱的尺寸要求
（摘自《煤矿防治水规定点此查看全文》）
一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设
煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，按下列公式计算：
1.煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时：
H f = H k +H b (3-1)
2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时（图3-1）：
H f =H L +H b (3-2)
式中 H f --防隔水煤（岩）柱高度，m ；
H k --采后垮落带高度，m ；
H L --导水裂缝带最大高度，m ；
H b --保护层厚度，m ；
α--煤层倾角，（°）。
根据式(3-1)、式(3-2)计算的值，不得小于20 m 。式中H k 、H L 的计算，参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定。
图3-1 煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时防隔水煤（岩）柱留设图
二、含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设
含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设（图3-2）可参照下列经验公式计算： P 35.0K p KM
L ≥20 m
式中L--煤柱留设的宽度，m；
K--安全系数，一般取2-5；
M--煤层厚度或采高，m；
p--水头压力，MPa；
K p--煤的抗拉强度，MPa。
图3-2 含水或导水断层防隔水煤（岩）柱留设图
三、煤层与强含水层或导水断层接触防隔水煤（岩）柱的留设
煤层与强含水层或导水断层接触，并局部被覆盖时（图3-3），防隔水煤（岩）柱的留设要求如下：
图3-3煤层与富水性强的含水层或导水断层接触时防隔水煤（岩）柱留设图
1.当含水层顶面高于最高导水裂缝带上限时，防隔水煤（岩）柱可按图3-3a、图3-3b留设。其计算公式为：
防隔水煤柱留设设计
12302工作面和12200采空积水区
防隔水煤柱留设设计书
一、留设防水煤柱的目的：
防止12200采空区积水（1.6万m3）溃入新布置的12302工作面。
二、12200采空区和12302工作面水文地质概况：
三、煤柱留设的依据和设计计算：
1、图纸：采掘工程平面图（1：2000）
2、数据：岩移角利用赵坡煤矿岩层移动角资料：
上山移动角δ上=δ1=72°
下山移动角δ下=δ2=71°
防隔水煤柱受到的侧向水头压力（kg/cm2）,2.89 kg/cm2。
12下煤的抗张强度（kg/cm2）,5.87kg/cm2（据《煤矿安全手册》）。
3、根据《矿井水文地质规程》第37条的规定，凡属下列情况之一者，必须留设防水煤（岩）柱：
①煤层露头风化带。
②含水、导水或与富含水层相接触的断层。
③矿井水淹区。
④受保护的地表水体。
⑤受保护的通水钻孔。
⑥井田技术边界。
我矿属于上述第三种情况，因而应留设防水煤柱。
4、依据《规程》第38条规定，在水淹区下或老窑（老空）积水区同一煤层中进行开采时，若水淹区或老窑积水区的界限已基本查明，隔水煤柱的尺寸应按下列公式计算：L=0.5KM（3P÷K P）1/2≮20m
5、煤柱留设宽度的计算：
根据《水文地质规程》计算防隔水煤柱宽度的经验公式：L=0.5KM×（3P÷K P）1/2≮20m
其中：L——煤柱宽度（m）
K——安全系数（一般2～5），取K=5
M——煤厚或采高（m），M=1.60m
P——水头压力（kg/cm2），P=2.89 kg/cm2
K P——煤的抗张强度（kg/cm2），K P =5.87 kg/cm2
断层防水煤岩柱留设
H
2 a
hc2
hc
tg
• 式中 a——含水层至煤层的顺层距离(m)。
•
hc——含水层到煤层的垂直距离（m）。
含水层顶面低于煤层时, 煤(岩)柱的留设
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（三）煤层位于不导水断层上盘时，煤(岩)柱的留设
1、含水层高于冒裂带时，煤(岩)柱的留设 2、含水层在冒裂带高度以内时，煤(岩)柱的留设 3、含水层低于煤层时，煤(岩)柱的留设
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1、含水层高于冒裂带时煤(岩)柱的留设
①δ＞θ时，
L (L2 L L1) L2 L1 (
H
2 a
h2
sin
δ＜θ时(图6-2-4 b)：
L
L1
(L2
L3 ) L3
Ha
sin
H ml
tg
H ml
tg
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3、含水层低于煤层时煤(岩)柱的留设
L Ha
sin
含水层低于煤层时, 煤(岩)柱的留设
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（四）煤层位于不导水断层下盘时，煤(岩)柱的留设
1、含水层位于冒裂带上限附近时，煤(岩)柱的留设 2、含水层底面高于冒裂带高度时，煤(岩)柱的留设 3、含水层底面低于冒裂带高度时，煤(岩)柱的留设 4、含水层顶面低于煤层时，煤(岩)柱的留设
Lp L cos
• 式中 Lp——水平防水煤柱宽度(m)；
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7.3防水煤柱留设
7.3.1断层防水煤柱留设
因本矿井3号煤层开采时断层、陷落柱是奥陶灰突水的重要通道。 因此，必须对导水断层留设防水煤柱，防水煤柱的留设方法可依据《煤矿防治水规定》附录三的公式计算，本矿区含水或导水断层防隔水煤柱的留设方案如下：
由于本井内没有发现较大的断层，因此，本报告只考虑小断层的煤柱留设情况。当断层落差小于隔水层厚度（取3号煤层的99.09m ）时，含水或导水断层防隔水煤柱的留设参照经验公式计算： L=0.5KM P
3K P ≥20m (7-1) H a =S
T P +10,L= αsin a H ≥20m (7-2) 式中：L —防隔水层煤柱宽度，m ；
K —安全系数，一般取2～5；
M —煤层厚度或采高，m ；
P —煤层厚度或采高，m ；
Kp —煤的抗拉强度，Mpa ；
H a —导水裂隙带至含水层防水岩柱的厚度，m ；
α—断层倾角，（°）
经以上公式（7-1）和（7-2）计算，所得结果取较大值为留设
的防水煤柱宽度。
今后如在地质勘探和采掘活动后，发现有新的断层，矿方应按
照以上计算方法自行计算断层防水煤柱的宽度；对落差小于5m的断层应在探明去其导水性后，再确定是否留设防水煤柱或采取注浆加固措施。
7.3.2陷落柱保护煤柱留设
目前本矿井内尚未发现陷落柱，但不排除存在隐伏陷落柱的可能。陷落柱是奥灰突水的主要通道，为防止陷落柱突水事故，确保矿井安全生产，对导水陷落柱必须留设防水煤柱。现分述如下：
①导水陷落柱
对于一些导水陷落柱，如果所处的位置对回采影响不大，可以只留设保护煤柱而不封堵。这类落陷柱突水隐患很大，留设防水煤柱时一定要考虑其特征，做到万无一失。
首先，必须查明有无与陷落柱连通的导水断层。如果存在断层，即使断层距很小，也会作为突水通道将陷落柱内的水导入矿井，从而导致断层突水事态扩大。即使没有人为干扰的情况，突水通道也会在高压水作用下发生冲刷或扩容，随时有增大涌水、发生灾害的可能。因此，必须圈定陷落柱的突水边界。陷落柱的边界不等于突水边界，因为陷落柱在坍塌过程中或坍塌后的重力作用下，在柱体周围的脆性煤、岩层中形成大量的张裂隙，这些裂隙将成为良好的突水通道。一些陷落柱甚至内部完全充水不导水，而断层小裂隙发育的陷落柱周边环带反而成为导水的主要通道。
因此，确定陷落柱的出水边界，必须考虑周边裂隙的发育带，将其划在突水边界内。突水边界确定以后，可将突水边界视为一个断层
面，参照《煤矿防治水规定》有关导水断层防水煤柱的留设方法比照计算。
计算陷落柱的防水煤岩柱用下面的公式： L=0.5KM P 3K P
(7-3)
式中，L —防隔水煤柱宽度，m ；
K —安全系数，一般取2～5；
M —煤层厚度或采高，m ；
P —水头压力，Mpa ；
Kp —煤的抗拉强度，Mpa ；
②不导水陷落柱
不导水陷落柱可分为两种类型，一种是陷落柱基底的灰岩不含水或含水不丰富，陷落柱无水可导；第二种是陷落柱局部挤压变形形成隔水层，从而使陷落柱无法导水。对于第一种类型的陷落柱，可以不留设防水煤柱。对于第二种，尤其是曾经有过陷落柱导水的矿区出现的不到水陷落柱，如果不留设防水煤柱而强行通过，在采动应力的作用下隔水层可能受到破坏而出现突水现象。
7.4掘进巷道防治水工作
武甲煤矿3号煤层为全井田带压开采。因此巷道掘进也为带压作业，对巷道掘进的防治水工作也应当加强。掘进过程中应严格按照《煤矿防治水规定》的要求执行，本着“有疑必探、先探后掘”的原则，做好超前物探和超前钻探工作。
（1）超前物探
在巷道掘进过程中，巷道前方如果发现或揭露断层，且断层导含水性存在一定的不确定性，断层确切位置可能与已有的资料不符，其突水存在不可预知性，所以必须进行掘进头超前探查工作。
带高压掘进应将超前探测作为日常防治水的重要内容，超前探的主要方法有：直流电法、瞬变电磁技术、地质雷达。
掘进头超前物探主要采用井下直流电法进行超前探，可探测80m,安全掘进50m。这一方法在煤巷中使用效果较好，因为煤为高阻介质，在有含水构造时介质的电阻差异很大，易于发现异常；而在砂、泥岩中使用效果不好，原因是砂、泥岩为低阻层，其内的含水构造电性差异小。主要用于超前探测矿井含水构造（包括陷落柱）、含水层、老空积水层。
瞬变电磁技术利用人工在发射线圈加以脉冲电流，产生一个瞬变的电磁场，可查明含水地质如岩溶洞穴与通道、煤矿采空区、深部不规则水体等。
地质雷达是通过特定仪器向地下发送脉冲形式的高频、甚高频电磁波，电磁波在介质中传播，当遇到存在电性差异的地下目标体，如空洞、分界面等时，电进波便发生反射，根据接收到的雷达波形、强度、双程时频等参数便可推断地下目标体的空间位置、结构、电性及几何形态，从而达到对地下隐蔽目标物的探测。这是一种非破坏性的探测技术，并具有较高的探测精度和分辨率。可超前探测30m范围内的断层、陷落柱、含水带等地质构造异体。
（2）掘进探放水工作
带压掘进过程中，在水文地质异常地段，如断裂富水带、向斜轴部富水区及老空水等，都要进行超前钻探。打探查孔或探放水，具体时间安排应根据掘进工作实际进度与现场需要来确定。探放方法要按照《煤矿安全规程》和《煤矿防水治水规定》进行。
井田总体为一向东倾斜的单斜构造，在此基础上发育次一级的背向斜褶曲构造，地层倾角2°-6°。断裂不发育，仅井田北部边缘发育一小型正断层（落差5-15m）,掘进靠近断层时，必须进行探放水工作。
1）探放水钻孔布置应遵循下列规定：
①探放老空水、陷落柱水和钻孔水时，探放水钻孔成组布设，并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形。钻孔终孔位置以满足平距3m为准，厚煤层内各钻孔的垂距不得超过1.5m；
②探放构造水和岩溶水等时，探水钻孔沿掘进方向的前方及下方布置。底板方向的钻孔不得少于2个；
③煤层内，原则上禁止探放水压高于1MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水等。如确实需要的，可以先建筑防水闸墙，并在闸墙外向内探放水；
④上山探水时，一般进行双巷掘进，其中一条超前探水和汇水，另一条用来安全撤人。双巷间每隔30～50m掘1个联络巷，并设挡水墙；
⑤井下探放水应当使用专用的探放水钻机，严禁使用煤电钻探放水。